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Vorlesung Mikrobiologie II

• Aufbau der prokaryontischen Zellwand

• Aufbau der eukaryontischen Zellwand (nur bei Pflanzen und Pilze!!)

• PCR, DNA-Sequenzierung und Phylogenie

Verwendete Bilder aus folgenden Büchern…….

Brock: „Microbiology“, Prentice Hall

Gunning&Steer: „Biologie der Pflanzenzelle“, Fischer

Ude&Koch: „Die Zelle“, Fischer

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Funktionen der Zellwand

• Exoskelett (Fußballleder um aufgeblasenen Gummiballon)

• wichtig für Osmoresistenz

• verleiht Form

• wichtig für die Bewegung (bei Prokaryonten)

• Verankerung von Strukturen (z.B. Geißeln, Proteine, weitere Zellwand-Komponenten)

• mechanischer Schutz

• kann (in „isotonischer Umgebung“) auch fehlen (Milieu-abhängig, Kontraktile Vakuolen in eukaryontischen Zellen in „hypotonischerUmgebung“)

Zellwände aus Cellulose: Pflanzen, Algen, niedere Pilze

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Zellwände aus Chitin

• Pilze (Ascomyceten, Basidiomyceten, Zygomyceten, u.a.)

• Gliedertiere (Insekten, Crustaceen, keine „echte Zellwand, eher „Exoskelett!!)

Gramfärbung zur Differenzierung von Bakterien

• Hitzefixierung auf Objektträger

• Anfärben mit Lugol`scher Lösung

• Differenzieren mit Ethanol (>97 %)

• Gegenfärbung mit Safranin

• Hellfeld-LichtmikroskopieGram (+) Gram (-)

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Zellwände aus Murein (= Peptidoglycan)

• typisch für Eubakterien

• gram (+) viele Schichten (ca. 40)bis zu 70 % der Zellwand-Trockenmasse„Interpeptidketten“, z.B. PentaglycinDAS: oft Lysin, LL-DAP, nicht meso-DAP

• gram (-) wenige Schichten (1 bis 5)DAS: immer meso-DAPnie Interpeptidkettenimmer mit „outer membrane“

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Glycerol-TeichonsäurenRibitol- Teichonsäuren

n = 8-50

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Eubakterielle Zellwand

N-Acetyl-Glucosamin und N-Acetyl-Muraminsäure (ß-1,4 verk.)

N-Acetyl-Glucosamin und N-Acetyl-Muraminsäure (ß-1,4 verk.)

outer membrane (OM)Teichonsäuren

Lysozym wirkt weniger gut wegen OMdaher: Na-EDTA/Lysozym

Lysozym wirkt gut

Penicillin wirkt weniger gut wegen OMPenicillin wirkt gut

nur wenige Mureinschichten(1 bis ca. 5)

viele Mureinschichten(bis ca. 40)

Gram (-) BakterienGram (+) Bakterien

ß-Lactam

D-Ala

Lysozym …….. und …… Penicilline

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Zellwände von Archaea

• Pseudomurein(Polymer aus N-Acetyl-

Glucosamin und N-Acetyl-Talosaminuronsäure, ß-1,3 verknüpft)

• S-Layer (Surface-Layer)

Hülle aus Protein, bzw. Glycoprotein,parakristallin

• Polysaccharide aus Glucose, Glucuronsäure, Galactosaminund Acetat

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Proteinhülle, Kalkauflagerungen, Silikatschalen, etc.

Proteinhülle, etc.Proteinhülle, etc.…oder aus anderen Komponenten aufgebaut sein

jajajakann auch fehlen…

Glucose (Cellulose)bzw.

N-Acetyl-Glucosamin (Chitin)

N-Acetyl-Glucosamin und N-

Acetyl-Muraminsäure

N-Acetyl-Glucosamin und N-

Acetyl-Talosaminuronsäure

Polymer aus:

Cellulose (Pflanzen)Chitin (Pilze)

i.d.R. Peptidoglykan(Mureinsacculus)

i.d.R. Pseudomureintypisch

EukaryontenEubakterienArchaea

Zellwand von…………

Synthese von OligonukleotidenundPolymerase-Ketten-Reaktion (PCR)

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DNA-Sequenzierungnach Sanger

Phylogenie